corso di Analisi e Progetto di Strutture
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- Cristiano Carrara
- 7 anni fa
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1 Università degli Studi di Cassino corso di Analisi e Progetto di Strutture Laurea Specialistica in Ingegneria Civile A.A.2012/2013 Edifici con struttura intelaiata in c.a.: Analisi dei carichi unitari 1
2 AZIONI SULLE COSTRUZIONI Classificazione modo di esplicarsi: - dirette (forze concentrate, carichi distribuiti, etc.) - indirette (variazioni di temperatura, umidità, ritiro, etc.) - degrado (endogeno, esogeno) Risposta strutturale: - statiche (accelerazioni non significative) - pseudo-statiche (utilizzo di azioni statiche equivalenti) - dinamiche (significative accelerazioni) Variazione nel tempo: - permanenti G1, G2 - variabili Q - eccezionali A - sismiche E 2
3 AZIONI SULLE COSTRUZIONI Caratterizzazione valore caratteristico frattile pari al 95% combinazione e contemporaneità: Combinazioni (SLU) (rara SLE) (SLE frequente) oj, 1j, 2j G G P Q Q G1 1 G2 2 P Q1 k1 2 oj Qj kj n G G P Q Q 1 2 k1 oj Qj kj 2 n G G P Q Q k1 2j Qj kj 2 n (SLE quasi permanente) (sismica) G G P Q 1 2 2j Qj kj 1 G G P Q 1 2 2j Qj kj 1 n n (SLE: si possono omettere Q kj e G2 se aumentano la sicurezza) 3
4 coefficienti AZIONI SULLE COSTRUZIONI Resistenza membrature e fondazioni Equilibrio corpo rigido Verifiche terreno 4
5 Tipi di carico AZIONI SULLE COSTRUZIONI Azioni permanenti dimensioni geometriche e pesi dell unità di volume 5
6 Tipi di carico AZIONI SULLE COSTRUZIONI Azioni variabili verticali uniformemente distribuiti verticali concentrati orizzontali lineari 6
7 Tipi di carico AZIONI SULLE COSTRUZIONI Carichi permanenti non strutturali (tamponature, tramezzi, intonaci, impianti, etc.) Si possono assumere come carichi equivalenti distribuiti ma gli orizzontamenti devono possedere adeguata capacità di ripartizione trasversale. G2 1.0 kn/m g2=0.40 kn/mq 1.0<G2 2.0 kn/m g2=0.80 kn/mq 2.0<G2 3.0 kn/m g2=1.20 kn/mq 3.0<G2 4.0 kn/m g2=1.60 kn/mq 4.0<G2 5.0 kn/m g2=2.00 kn/mq 7
8 ANALISI DEI CARICHI UNITARI SCOPO: INDIVIDUAZIONE DELLE CONDIZIONI DI CARICO SUI DIVERSI ELEMENTI STRUTTURALI (SOLAI, TRAVI, PILASTRI) DA IMPIEGARE NEGLI SCHEMI DI CALCOLO. ELEMENTI: SOLAIO: 1. PIANO TIPO 2. PIANO DI COPERTURA (praticabile e non pratic.) 3. COPERTURA TORRINO SCALA 4. SBALZO DEL PIANO TIPO 5. SBALZO DEL PIANO DI COPERTURA SCALA TAMPONAMENTI TRAMEZZI TRAVI: 1. A SPESSORE 2. EMERGENTI 8
9 SOLAIO Il solaio è una struttura orizzontale che ha il compito di sostenere il pavimento, le pareti interne ed i carichi di esercizio. Oltre a ciò ai solai si richiede : - una bassa trasmittanza termica - un buon potere fonoisolante sia ai rumori aerei che a quelli di calpestio - una buona resistenza al fuoco ELEMENTI COSTITUENTI TIPOLOGIE DI SOLAI 9
10 SOLAIO 1. SOLAI IN OPERA: 10
11 2. SOLAI A TRAVETTI PREFABBRICATI IN LATERIZIO O IN CLS ARMATO NORMALE O PRECOMPRESSO 11
12 Solai con travetti tralicciati 12
13 Solai con travetti tralicciati trave Messa in opera: problema della continuità 13
14 Solai con travetti tralicciati 14
15 Solai con travetti in c.a.p. VANTAGGI RISPETTO AI SOLAI IN OPERA: STRUTTURE DI SOSTEGNO LIMITATE RIDUZIONE DEI TEMPI DI LAVORAZIONE DELLE ARMATURE METALLICHE MOVIMENTAZIONE RAPIDA DEGLI ELEMENTI IN CANTIERE 15
16 Solai con travetti in c.a.p. 16
17 3. SOLAI A LASTRA 4. SOLAI A PANNELLI 17
18 3. SOLAI A LASTRA 18
19 3. SOLAI A LASTRA 19
20 4. SOLAI A PANNELLI 20
21 SOLAIO IN OPERA LATERO - CEMENTIZIO ELEMENTI COSTITUENTI: 1. LATERIZI (BLOCCHI) 2. TRAVETTI - SOLETTA 3. INTONACO 4. MASSETTO 5. PAVIMENTO PESO PROPRIO G 1 SOVRACCARICHI FISSI G 2 21
22 1. LATERIZI (BLOCCHI): 1.1 BLOCCHI FORATI PARALLELEPIPEDI 1.2 PIGNATTE 1.3 BLOCCHI CON ALETTE PIGNATTE I PRODUTTORI FORNISCONO IL PESO DEI BLOCCHI OPPURE IL PESO A mq. ALTEZZE DEI BLOCCHI: cm BASE 40 cm SPESSORE 25 cm 22
23 3. INTONACO: -MALTA BASTARDA (calce di cemento e sabbia)~1600 Kg/m 3 (spessori 1-3 cm) 4. MASSETTO: MALTA DI CEMENTO : SABBIA + CEMENTO + ACQUA Kg/m 3 - CON ARGILLA ESPANSA : 1200 Kg/m 3 -CON LAPILLI : 1200 Kg/m3 NORMATIVA: 2100 Kg/m 3 SPESSORI: -PER ALLETTAMENTO PAVIMENTI : 3 cm -PER PASSAGGIO DI IMPIANTI : 4 5 cm 5. PAVIMENTO: -GOMMA/LINOLEUM/ECC. 10 Kg/m 2 -LEGNO 25 -CERAMICA (2 cm) 40 -MARMO (>3 cm) 80 23
24 SOLAIO IN OPERA LATERO CEMENTIZIO SOLAIO INTERNO (piano tipo) DATI: H solaio = 24 cm; soletta: 4 cm; intonaco: 2cm; massetto: 5 cm; pavimento: 2 cm PESO PROPRIO G1: -soletta: 1.00 x 1.00 x 0.04 x 2500 = 100 Kg/mq -Travetti: 2 x 1.00 x 0.10 x 0.20 x 2500 = 100 -Laterizi: 2 x 1.00 x 0.40 x 0.20 x 700 = 112 TOTALE: 312 SOVRACCARICHI FISSI G2: -massetto: 1.00 x 1.00 x 0.05 x 2000 = 100 Kg/mq -Pavimento: 1.00 x 1.00 x 0.02 x 2000 = 40 -Intonaco: 1.00 x 1.00 x 0.02 x 1600 = 32 TOTALE: 172 -Incidenza tramezzi 100 TOTALE CARICHI FISSI: 584 Kg/mq ~ 600 Kg/mq SOVRACCARICHI VARIABILI Q: 200 TOTALE CARICHI: 800 Kg/mq 24
25 SOLAIO IN OPERA LATERO CEMENTIZIO SOLAIO COPERTURA (praticabile) DATI: H solaio = 24 cm; soletta: 4 cm; intonaco: 2cm; massetto: 5 cm; pavimento: 2 cm PESO PROPRIO G1: -soletta: 1.00 x 1.00 x 0.04 x 2500 = 100 Kg/mq -Travetti: 2 x 1.00 x 0.10 x 0.20 x 2500 = 100 -Laterizi: 2 x 1.00 x 0.40 x 0.20 x 700 = 112 TOTALE: 312 SOVRACCARICHI FISSI G2: -massetto: 1.00 x 1.00 x 0.05 x 2000 = 100 Kg/mq -Pavimento: 1.00 x 1.00 x 0.02 x 2000 = 40 -Intonaco: 1.00 x 1.00 x 0.02 x 1600 = 32 -Impermeabilizzazione TOTALE: TOTALE CARICHI FISSI: Kg/mq SOVRACCARICHI VARIABILI Q: 200 TOTALE CARICHI: Kg/mq 25
26 SOLAIO IN OPERA LATERO CEMENTIZIO SOLAIO COPERTURA (non praticabile) PESO PROPRIO G 1 : -soletta: 1.00 x 1.00 x 0.04 x 2500 = 100 Kg/mq -Travetti: 2 x 1.00 x 0.10 x 0.20 x 2500 = 100 -Laterizi: 2 x 1.00 x 0.40 x 0.20 x 700 = 112 TOTALE: 312 SOVRACCARICHI FISSI G 2 : -massetto: 1.00 x 1.00 x 0.05 x 2000 = 100 Kg/mq -Intonaco: 1.00 x 1.00 x 0.02 x 1600 = 32 -Impermeabilizzazione TOTALE: TOTALE CARICHI FISSI: Kg/mq SOVRACCARICHI VARIABILI: Qk Il valore maggiore tra: 50 Kg/mq e carico da neve* (Napoli: 60 Kg/mq) TOTALE CARICHI: Kg/mq 26
27 Sbalzo a gradino PESO PROPRIO G 1 : -soletta: 1.00 x 1.00 x 0.04 x 2500 = 100 Kg/mq -Travetti: 2 x 1.00 x 0.10 x 0.16 x 2500 = 80 -Laterizi: 2 x 1.00 x 0.40 x 0.16 x 700 = 90 TOTALE: 270 SOVRACCARICHI FISSI G 2 : -massetto: 1.00 x 1.00 x 0.03 x 2000 = 60 Kg/mq -Intonaco: 1.00 x 1.00 x 0.02 x 1600 = 32 -Pavimento 40 TOTALE: 132 TOTALE CARICHI FISSI: SOVRACCARICHI VARIABILI: Qk TOTALE CARICHI: 400 Kg/mq 400 kg/mq 800 Kg/mq 27
28 Sbalzo a pendenza PESO PROPRIO G 1 : -soletta: 1.00 x 1.00 x 0.06 x 2500 = 150 Kg/mq 28
29 tramezzi Mattoni forati 8 cm (800 kg/mc) intonaco1-2cm (1600 kg/mc) x 1.00 x 0.08 x 800 = 64 kg/mq - 2x1.00x1.00x0.02x1600= 64 kg/mq -Totale: 128 kg/mq Hint= 3.0 metri 128x3.0 = 384 kg/ml incidenza 160 kg/mq Oppure in alternativa: blocchi di gesso blocchi di lapillo e cemento e molti altri tipi 29
30 tamponature Mattoni forati 8 cm (800 kg/mc) Mattoni forati 12 cm (800 kg/mc) intonaco1-2cm (1600 kg/mc) - fodera esterna: 1.00 x 1.00 x 0.12 x 800 = 96 kg/mq - fodera interna: 1.00 x 1.00 x 0.08x 800 = 64 kg/mq - intonaco: 2x1.00x1.00x0.02x1600= 64 kg/mq -Totale: 224 kg/mq Hint= 3.0 metri 224x3.0 = 672 kg/ml Si possono assumere coefficienti riduttivi per tenere conto delle aperture ( ). La fodera esterna potrebbe essere in mattoni pieni: 1.00x1.00x0.12x2000 = 240 kg/mq 240x3=720 kg/ml 30
31 tamponature Mattoni di tufo 40cm (1400 kg/mc) intonaco1-2cm (1600 kg/mc) x 1.00 x 0.4 x 1400 = 560 kg/mq - intonaco: 2x1.00x1.00x0.02x1600= 64 kg/mq -Totale: 624 kg/mq 624x3=1872kg/ml 31
32 ANALISI DEI CARICHI SCALA CON TRAVE A GINOCCHIO E GRADINI A SBALZO Geometria: 2a+p=62-64 cm Nel caso in esame: alzata a=16 cm pedata p = 30 cm
33 Dimensione marmo pedata: Dimensione marmo alzata: = 35 cm = 13 cm marmo (3cm) cm intonaco (2cm) massetto (3cm) 2
34 Calcolo peso a metro lineare di gradino: Peso proprio G 1 : [(0.16x0.30/2)+(0.34x0.04)]x1.0x2500=94 kg/ml Intonaco: 0.34x0.02x1.0x1600= 11 kg/ml Massetto: ( )x0.03x1.0x2000= 28 kg/ml Marmo: ( )x0.03x1.0x2700= 39 kg/ml CARICHI FISSI: 172 kg/ml marmo (3cm) massetto (3cm) intonaco (2cm) Per ottenere il carico a mq è necessario dividere il carico a ml di gradino per la larghezza del gradino (0.30 m): q fisso = 172/0.30 = 573 kg/mq 3
35 Sovraccarichi variabili (normativa): 400 kg/mq TOTALE CARICHI FISSI+VARIABILI: 973 kg/mq 4
36 ANALISI DEI CARICHI SCALA CON SOLETTA RAMPANTE Premessa: èunsolaioadasseinclinato,diconseguenza,perottenereilcaricoa mq di proiezione in pianta, occorre dividere il carico valutato per il solaio inclinato per il coseno dell angolo di inclinazione della rampa: q q q q= cos 5
37 Premessa: i gradini sono elementi portati e non elementi strutturali come nel caso della scala con trave a ginocchio. Essi sono in genere realizzati con laterizi (*) o utilizzando cls alleggeriti. Per il pavimento, massetto ed intonaco si segue lo stesso procedimento fatto nel caso della scala con trave a ginocchio, dividendo dunque per la larghezza del gradino al fine di ottenere il peso a mq di gradino. (*) nella valutazione del peso dei laterizi si utilizza un valore maggiore del peso specifico(800 kg/m 3 ) per tenere conto della maggiore quantità di malta. 6
38 Scala a soletta rampante gradini riportati pianerottolo
39 Peso proprio della RAMPA (solaio) Soletta: 1.00x1.20x0.04x2500= 120 kg/ml Travetti: [(2x0.13x0.20)x1.00+(0.14x0.20x1.00)]x2500= 200 kg/ml Laterizi: [2x0.40x0.20x1.00]x700= 112 kg/ml (carico a ml di rampa) TOTALE: 432 kg/ml 432/1.20= 360 kg/mq (carico a mq di rampa) 360/cos(28 )= 410 kg/mq (carico a mq di rampa per proiezione in pianta)
40 Sovraccarichi fissi: gradini: (0.16x0.30/2)x1.0x800/0.3= marmo: [( )x0.03]x1.0x2700/0.3= intonaco: (0.34x0.02)x1.0x1600/0.3= Massetto: [( )x0.03]x1.0x2000/0.3= 64 kg/mq 130 kg/mq 37 kg/mq 93 kg/mq TOTALE: 324 kg/mq 9
41 Segue dunque: Carichi fissi: = Sovraccarichi variabili: TOTALE: 734 kg/mq 400 kg/mq 1134 kg/mq 10
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